發動機曲軸組件的檢查與修理

摘要：曲軸組件檢修、維護的水平決定了柴油機的運行品質、功率發揮及使用壽命。本文就曲軸常見故障的檢修及曲軸瓦的選配與安裝檢測做了詳細的介紹，以提高發動機的大修質量。

關鍵詞：發動機；曲軸組件；軸瓦

中圖分類號： U472 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2015.14.023

曲軸組件是發動機的關鍵部件，曲軸組件技術狀態的好壞直接決定發動機的使用質量與運行安全。曲軸組件檢修、維護的水平決定于柴油機的運行品質、功率發揮及使用壽命。本文筆者對發動機曲軸組件常見故障的檢修進行了分析探討。

1 曲軸的檢查與修理

曲軸在發動機工作中主要承受周期性變化的氣體壓力、往復慣性力和離心力及其各力產生的轉矩和彎矩等的作用。曲軸的損壞主要是曲軸軸頸磨損、裂紋或彎曲等。

1.1 軸頸磨損

1.1.1 曲軸軸頸、軸頸尺寸變小、形成錐度和橢圓 主要原因是 有的曲軸設計制造時，沒有離心沉淀室，由于油道傾斜，機油中的磨料在離心力的作用下偏聚、積累在連桿軸頸的一側，使該側軸頸磨損較快而形成錐度；由于連桿軸頸承受著由連桿傳來的氣體壓力與活塞連桿組往復運動的慣性力，以及連桿大頭回轉運動離心力的作用，這些力合成總合力，其總合力大小和方向隨時間變化，且作用于軸頸上的力沿周向分布不均勻，而使軸頸一側磨損較大，形成橢圓；連桿彎曲扭曲、曲軸本身有彎曲、缸套在缸體中縱向偏斜等，將使曲軸軸頸上受力不均而產生偏磨。

1.1.2 軸頸的磨損程度檢修 發動機拆修后，必須對曲軸軸頸的磨損程度進行檢查。曲軸軸頸磨損后，圓度或圓柱度超過0.02毫米，應在曲軸磨床上進行光磨。光磨后曲軸應符合以下要求：圓度和圓柱度誤差小于0.01毫米，其公差應不大于0.02毫米。軸頸工作面兩端應留有1～3毫米的過渡圓角，軸上的油孔應有0.50～1.00×45°的倒角，并去掉毛刺。主軸頸和連桿軸頸的修磨符合規定的修理尺寸。主軸頸和連桿軸頸的修磨，必須分別修磨成同級修理尺寸，以便選配統一的主軸瓦和連桿軸瓦。光磨曲軸時，要求先磨主軸頸，后磨連桿軸頸。因為主軸頸中心線是確定和檢查曲柄半徑的基準。

1.2 曲軸裂紋

1.2.1 裂紋常見位置 曲軸的裂紋多數發生在曲柄臂與軸頸之間的過渡圓角處，以及油孔處。前者多為橫向裂紋，嚴重時將造成曲軸斷裂，應重點檢查。后者多為軸向裂紋，沿斜置油孔的銳邊向軸向發展。

1.2.2 裂紋發生原因 曲軸橫向、軸向裂紋主要是應力集中引起的，對發動機工作危害很大，應更換曲軸；軸頸上油孔處的裂紋，主要是因為油道斜置，使油孔處的應力呈不對稱分布所致。較輕微的也可以通過焊修，再經軸頸磨削后消除，繼續使用。如果縱向裂紋嚴重時，應更換曲軸。

1.2.3 裂紋的檢驗 滲油敲擊法：將清洗干凈的曲軸放在煤油中浸泡，再把曲軸取出擦凈，表面撒上白粉，然后用手錘沿軸向敲擊曲軸非工作面，白粉中如有明顯裂紋狀油跡出現，則該處有裂紋。

磁力探傷法：借助探傷儀將零件磁化，在零件可能產生裂紋處撒些磁粉，當磁力線通過裂紋邊緣處時，磁粉將會吸附在裂紋處，從而顯現處裂紋的部位和大小。

1.3 曲軸彎扭變形

1.3.1 曲軸彎扭變形原因 曲軸產生彎曲和扭曲變形，往往是由于曲軸受到過大的沖擊負荷所造成的。

1.3.2 曲軸彎扭變形檢查 檢查曲軸彎曲，一般用千分表在車床上或V形墊鐵上進行，如：轉動曲軸，找出反映在千分表上的最小讀數，轉動表盤使指針指示對零，再轉動曲軸180°，此時千分表讀數即為曲軸彎曲的擺差，擺差的一半即為曲軸的彎曲度。曲軸彎曲度不得超過0.03毫米，否則，應予以校正。檢查時的測試點，應測曲軸中間的主軸頸。曲軸彎曲一般采用冷壓校正，即將曲軸平置于壓床上，兩端主軸頸處墊以V形鐵塊。為了防止損傷主軸頸，V形墊鐵上應襯以軟金屬或舊主軸瓦。然后，在曲軸彎曲的反向上對主軸頸加壓，加壓彎曲量通常為彎曲度的10～15倍。如曲軸彎曲度為0.10毫米，加壓彎曲量應為1.0～1.5毫米。當曲軸加壓變形量符合要求時，應停止增壓，保持壓力約10分鐘后卸壓，再次測量曲軸彎曲度。一般需進行多次檢查和校正，直到達到要求為止。冷壓校正后，曲軸必須作人工時效處理。

2 主軸瓦和連桿軸瓦的選配

軸瓦在使用中的損壞主要是磨損、疲勞脫落或燒熔等。軸瓦磨損，使軸瓦間隙增大，曲軸軸頸產生失圓、錐體、潤滑變差，致使軸瓦加速磨損。軸瓦受沖擊負荷，使金屬產生凹痕、裂縫，引起金屬脫落。發動機大修時，必須更換軸瓦。軸瓦選配前，應首先檢查軸瓦座孔是否符合標準，要求軸瓦座孔的圓度和圓柱度誤差都不得超過0.05毫米。否則，可用涂鍍方法給予修復。

2.1 軸瓦選配的要求

根據軸頸選軸瓦。根據軸頸光磨后的修理尺寸，選用同一級修理尺寸的軸瓦；軸瓦長度符合規定。新的軸瓦裝入座孔內，上下兩片每端應離出座平面0.05毫米，以保證軸承與座孔緊密貼合，提高散熱效果；軸瓦背面光滑凸榫好。為了使軸瓦背面與座孔緊密貼合，增強散熱效果，軸瓦背面鍍一層很薄的錫，厚度為0.001～0.002毫米。凸榫能防止軸瓦轉動，起定位作用；彈性適當，無啞聲。將軸瓦裝入座孔后，要求軸瓦在自身彈力作用下，與軸瓦座緊密貼合在一起，以利散熱。檢查軸瓦有無啞聲，可敲擊軸瓦，有啞聲，表明軸瓦合金與底板結合不牢，應重新選配。

2.2 軸瓦間隙的檢查

曲軸軸瓦徑向間隙應符合要求，曲軸主軸瓦標準間隙為0.060～0.075毫米，大修允許0.10毫米，使用限度為0.125毫米；連桿軸瓦標準間隙為0.07～0.08毫米，大修允許0.10毫米，使用限度為0.125毫米。間隙檢查方法如下：將軸瓦蓋按原有規定記號裝復，按規定力矩擰緊螺母。主軸瓦螺栓擰緊力矩為73.5Nm，連桿軸瓦螺栓擰緊力矩為39.2Nm；拆下軸瓦蓋，用測量間隙規測出塑料間隙條寬度，此即為徑向間隙；如果軸瓦過緊或過松，必須重新選配。不可用修刮軸瓦來滿足其松緊度。曲軸軸向間隙標準為0.08～0.20毫米，使用限度為0.25毫米。

作者簡介；趙樹申，本科學歷，阜新蒙古族自治縣農機校，副高級工程師，研究方向：農機培訓，農機操作、安全及維護保養。